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Die Erfindung betrifft einen Silobehälterboden mit
einer Eintragöffnung und einer Austragöffnung, die einen
kleineren Durchmesser als die Eintragöffnung aufweist
und über eine konusartig geformte Wand mit der
Eintragöffnung verbunden ist, und mit einer Blaseinrichtung,
die einen Gasaustritt aufweist.
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Viele Schüttgüter, auch kohäsive Schüttgüter, werden in
Silos gelagert. Derartige Silos können eine größere
Höhe und vor allem auch einen größeren Durchmesser
aufweisen. Um das Schüttgut entnehmen zu können, ist daher
in der Regel am unteren Ende des Silos ein
Silobehälterboden angeordnet, der in erster Näherung die Form
eines Trichters hat. Der Durchmesser der Eintragöffnung
des Silobehälterbodens entspricht dabei dem Durchmesser
des Silos, genauer gesagt des Silozylinders. Die
Austragöffnung ist in der Regel wesentlich kleiner. Der
Silobehälterboden ist in der Regel am Silomantel lösbar
befestigt. Er kann aber auch einstückig mit dem
Silomantel ausgebildet sein.
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Es ist bekannt, daß kohäsive Schüttgüter nicht von
selbst aus dem Silobehälter herauskommen und zwar
selbst dann nicht, wenn die Austragöffnung offen ist.
Man hat daher Austragshilfen entwickelt mit einer
konusförmigen Bodenplatte aus einem für ein Gas
durchlässigen Material. Diese Bodenplatte ist oberhalb eines
Reingasraums für das Gas angeordnet. Wenn der
Reingasraum mit dem Gas unter einem gewissen Druck versorgt
wird, dann tritt das Gas durch die Bodenplatte hindurch
und setzt die Reibung zwischen der untersten Schicht
des Schüttguts und dem Siloboden, genauer gesagt der
Bodenplatte der Austragshilfe, herab. Das Schüttgut ist
dann in der Lage, entlang der konusartigen Wand auf die
Austragöffnung zuzurutschen. Eine derartige
Austragshilfe, die auch als "Fließbett" bezeichnet wird, ist
beispielsweise in DE 195 18 360 A1 beschrieben.
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Fließbetten dieser Art haben sich zwar grundsätzlich
bewährt. Sie erfordern jedoch während des gesamten
Entleerungsvorgangs des Silos einen steten Zustrom von
Gas. Dies ist nicht nur relativ teuer im Betrieb. Der
laufende Zustrom von Gas hat im Falle einer
Beschädigung der Bodenplatte des Fließbetts den nachteiligen
Effekt, daß in den Verteilerraum eintretendes Schüttgut
durch das Gas in die Bodenplatte hinein transportiert
wird und diese verstopft.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Silobehälterboden anzugeben, der auf einfache Weise eine
Entleerung eines Silos ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einem Silobehälterboden der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Gasaustritt
einen Anblasbereich aufweist, der im Bereich der
Austragöffnung angeordnet ist, und die Wand in Bezug auf
die Austragöffnung asymmetrisch ausgebildet ist.
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Es ist bei dieser Ausgestaltung nicht mehr
erforderlich, während des gesamten Entleerungsvorganges des
Silos, d. h. der Zeit, in der Schüttgut oder Produkt aus
der Austragöffnung entnommen werden soll, Luft oder ein
anderes Gas durch den Gasaustritt in den Silo
hineinzufördern. Es ist lediglich erforderlich, für einen
gewissen Zeitraum zu oder vor Beginn der Entleerung Gas
durch den Gasaustritt in den Silobehälter
hineinzuleiten. Dabei ist es von einer gewissen Wichtigkeit, daß
das im Silo befindliche Produkt fluidisiert wird. Diese
Fluidisierung kann sich auf relativ kleine Bereiche
beschränken und zwar auf Bereiche in der Umgebung der
Austragöffnung. Das fluidisierte Produkt kann dann
nämlich durch die Austragöffnung nach unten fallen und
somit aus dem Silobehälter entnommen werden. Aufgrund des
asymmetrischen Aufbaus des Silobehälterbodens kann das
nachrutschende Produkt im Silo keine ringförmigen
Spannungsbereiche mehr bilden, in denen sich das Produkt
sozusagen selbst abstützt. Aufgrund der asymmetrischen
Ausbildung des Silobehälterbodens werden derartige
ringförmige Spannungsbereiche durch die Wand
unterbrochen. Dies setzt natürlich voraus, daß die
Austragöffnung weit genug an einen Bereich der Wand des
Silobehälterbodens herangerückt ist. Es läßt sich aber durch
einfache Versuche feststellen, wie groß die Asymmetrie
sein muß, d. h. wie steil die Wand des
Silobehälterbodens im Bereich der Austragöffnung sein muß.
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Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Wand an einem
Teilabschnitt ihres Umfangs nahezu parallel zur Achse
der Austragöffnung verläuft. Die Abweichung kann hier
±10° betragen. Die Ausbildung der Wand senkrecht zur
Achse der Austragöffnung bedingt natürlich, daß die
Austragöffnung praktisch einseitig an den Rand der
Fläche herangerückt wird, die von der Eintragöffnung
überdeckt wird. Dies hat jedoch den zusätzlich Vorteil, daß
man bei einer Anordnung von mehreren Silobehältern
nebeneinander weniger Rohrleitungen braucht, um Produkt
aus den nebeneinander stehenden Silobehältern
zusammenzuführen, weil die Austragöffnungen einander dichter
benachbart sind.
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Vorzugsweise weist der Gasaustritt eine Mehrzahl von
Düsen auf, die ringförmig um die Austragöffnung herum
und/oder an einer die Austragöffnung verschließenden
Klappe angeordnet sind. Mit Hilfe dieser Düsen ist es
möglich, Gas in den Silobehälter einzutragen, um das im
Silobehälter befindliche Produkt im Bereich der
Austragöffnung zu fluidisieren. Die Verwendung von Düsen
hat den Vorteil, daß die Düsen einen relativ scharfen
Gasstrahl erzeugen können, jedenfalls im Bereich des
Düsenaustritts. Das Gas schafft sich sozusagen selbst
eine Bewegungsstrecke, um das Produkt im
Silobehälterboden zu fluidisieren. Mehrere oder sogar alle Düsen
können auch zu einer Ringspaltdüse zusammengefaßt
werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß
die Düsen in einen Raum gerichtet sind, dessen
Grundfläche durch die Austragöffnung oder einen die
Austragöffnung umgebenden Ring begrenzt ist und der sich im
übrigen parallel zur Achse der Austragöffnung oder sich
nach oben öffnend erstreckt. Die Düsen sind also in
einen zylinderförmigen oder sogar trichterförmigen Raum
gerichtet, der sich über der Austragöffnung erhebt.
Ohne die asymmetrische Ausbildung der Wand des
Behälterbodens hätte dies zur Folge, daß ein im wesentlichen
zylinderförmiger Bereich des Produktes "ausgestanzt"
wird und durch die Austragöffnung aus dem Silobehälter
herausfällt. Das übrige Produkt würde nach Art, einer
Ringwand unverändert im Silobehälter verbleiben. Durch
die asymmetrische Ausbildung der Wand wird beim
Fluidisieren des Produkts in dem zylinderförmigen Raum
oberhalb der Austragöffnung ein Teil der Wand von Produkt
freigemacht oder die an der Wand verbleibende
Produktschicht jedenfalls so dünn oder schwach gemacht, daß
die im Produkt auftretenden Ringspannungen nicht zu
einer stabilen Ringwand führen können. An der Wand des
Bodens bricht diese Ringwand vielmehr zusammen, so daß
nach einem Anblasen der Silobehälter vollständig oder
zumindest nahezu vollständig leerlaufen kann. Man kann
also bereits relativ kurze Zeit nach dem Beginn des
Einspeisens von Gas in den Silobehälter die Zufuhr von
Gas wieder beenden oder zumindest stark drosseln.
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Vorzugsweise sind die Düsen seitlich in die
Austragöffnung hinein oder parallel zur Achse gerichtet. Beide
Ausgestaltungen bewirken, daß der zylinderförmige Raum
oberhalb der Austragöffnung so mit Gas beaufschlagt
wird, daß das dort befindliche Produkt fluidisiert
wird. Wenn die Düsen seitlich in die Austragöffnung
hinein gerichtet sind, sollte zweckmäßigerweise eine
Klappe oder ein anderer Verschluß für die
Austragöffnung vorgesehen sein.
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Alternativ dazu kann ein Teil der Düsen seitlich in die
Austragöffnung hinein und ein Teil der Düsen parallel
zur Achse gerichtet sein. Auch in diesem Fall ergibt
sich die gewünschte Fluidisierung des Produkts in dem
zylinderförmigen Raum oberhalb der Austragöffnung.
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Vorzugsweise ist die Austragöffnung mit einer Klappe
verschließbar, die einen Antrieb aufweist. Damit läßt
sich die Entnahme von Produkt aus dem Silobehälter noch
besser steuern, d. h. man ist nicht darauf angewiesen,
daß der Produktstrom nur durch den Blasvorgang des
Gases kontrolliert wird.
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Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Antrieb mit
einer Steuereinrichtung verbunden ist, die auch mit der
Blaseinrichtung verbunden ist, wobei die
Steuereinrichtung eine Verzögerungseinrichtung aufweist, die den
Antrieb nach der Blaseinrichtung betätigt. Die
Verzögerungseinrichtung kann auch durch ein entsprechendes
Steuerprogramm gebildet sein, also softwaremäßig
realisiert werden. Mit der Verzögerungseinrichtung wird
bewirkt, daß die Blaseinrichtung das Produkt in dem Raum
oberhalb der Austragöffnung fluidisiert, solange sich
die Klappe noch in einer Stellung befindet, in der die
Austragöffnung geschlossen ist. Erst dann, wenn sich
ein ausreichender Anteil von Produkt fluidisiert hat,
wird die Klappe geöffnet und zwar zu einer Zeit, wo das
Produkt noch fluidisiert ist. Das aus der
Austragöffnung herausfallende Produkt hinterläßt dann einen
Freiraum im Silobehälterboden, der zumindest auf einem
kurzen Umfangsabschnitt von dem nahezu senkrecht stehenden
Abschnitt der Wand begrenzt ist. Es ist allerdings auch
möglich, daß sich dort noch eine kleine Produktschicht
befindet. Auf jeden Fall ist aufgrund der
asymmetrischen Ausbildung der Wand hier eine Unterbrechung der
Ringspannungen im Produkt zu beobachten.
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Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung die
Blaseinrichtung pulsartig. Dies hat mehrere Vorteile. Zum
einen ergibt sich durch ein pulsartiges Einblasen von Gas
in den Silobehälterboden eine verbesserte
Fluidisierungswirkung auf das Produkt. Zum anderen kann die
Blaseinrichtung mit einem verminderten Energieaufwand
betrieben werden.
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Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die
Blaseinrichtung einen Druckgastank aufweist, der in der
Nachbarschaft der Austragöffnung angeordnet ist und der
über eine Leitung mit dem Gasaustritt verbunden ist,
deren Strömungswiderstand geringer als der
Strömungswiderstand einer Fülleitung des Druckgastanks ist. Der
Druckgastank kann also über die Fülleitung gefüllt
werden. Hierbei ist keine größere Strömungsgeschwindigkeit
erforderlich, so daß die Leitungsdurchmesser klein
bleiben können. Wenn der Druckgastank in ausreichendem
Maße unter Druck gesetzt worden ist, dann wird die
Leitung geöffnet, die den Druckgastank mit dem Gasaustritt
verbindet und der Druckgastank kann sich aufgrund des
geringen Strömungswiderstandes der Leitung praktisch
schlagartig in den Gasaustritt entladen. Dadurch wird
ein Gasdruckstoß erzeugt, der zu einer
zufriedenstellenden Fluidisierung des Produkts im Silobehälter
führt.
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Vorzugsweise sind in der Wand Hilfsblasöffnungen
vorgesehen. Diese Hilfsblasöffnungen sind vor allem am Ende
der Entleerung des Silobehälterbodens von Vorteil, wenn
sich Produktreste auf der Wand absetzen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der
Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
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Fig. 1 eine Draufsicht von oben auf einen
Silobehälterboden und
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Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen
Silobehälterboden am unteren Ende eines
Silos.
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Ein Silobehälter 1, von dem in Fig. 2 das untere Ende
dargestellt ist, weist einen Mantel 2 auf, an dessen
unterem Ende ein Silobehälterboden 3 befestigt ist. Der
Silobehälterboden 3 hat an seinem oberen Ende den
gleichen Durchmesser wie der Mantel 2 des Silobehälters 1.
Produkt, das sich im Silobehälter 1 befindet, gelangt
daher durch die Verbindungsebene zwischen dem Mantel 2
und dem Silobehälterboden 3 in das Innere 4 des
Silobehälterbodens. Um die nachfolgende Erläuterung zu
vereinfachen, wird angenommen, daß am oberen Ende des
Silobehälterbodens 3 eine Eintragöffnung 5 vorhanden ist,
durch die das Produkt aus dem Silobehälter 1 in den
Innenraum 4 des Silobehälterbodens 3 kommt.
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Am unteren Ende weist der Silobehälterboden 3 eine
Austragöffnung 6 auf, die durch eine Klappe 7
verschließbar ist. Die Klappe ist mit durchgezogenen Linien in
geschlossener Stellung und mit gestrichelten Linien in
geöffneter Stellung dargestellt. Die Klappe 7 weist
einen nur schematisch dargestellten Antrieb 8 auf, der
sie verschwenken kann. Der Antrieb 8 wäre in der
Draufsicht an und für sich nicht sichtbar.
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Die Austragöffnung 6 ist asymmetrisch zur Mitte des
Silobehälterbodens 3 angeordnet, wie dies aus Fig. 1 zu
erkennen ist. Die Austragöffnung 6 ist hierbei so
angeordnet, daß ein Abschnitt 9 der Wand 10 des
Silobehälterbodens 3 senkrecht oder zumindest nahezu senkrecht
steht.
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Wie aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, sind eine
Reihe von Düsen 11 in die Austragöffnung 6 hinein
gerichtet. Weitere Düsen 12 sind vorgesehen, die nach
oben gerichtet sind. Diese Düsen 11, 12 werden von
einer Blaseinrichtung 13 versorgt. Wie weiter unten näher
erläutert werden wird, arbeitet die Blaseinrichtung 13
impulsartig, d. h. aus den Düsen 11, 12 treten in kurzen
zeitlichen Abständen Druckstöße des Gases,
beispielsweise Druckluft, auf. Anstelle oder zusätzlich zu
diesen Düsen können auch nicht näher dargestellte Düsen an
oder auf der Klappe 7 vorgesehen sein, die durch die
Klappe 7 hindurch versorgt werden. In jedem Fall kann
man mehrere oder sogar alle Düsen 11, 12 auch zu
schlitzförmigen Ringdüsen zusammenfassen.
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Die Düsen 11, 12 werden betätigt, solange die Klappe 7
geschlossen ist. Hierzu ist eine Steuereinrichtung 14vorgesehen, die sowohl die Blaseinrichtung 13 als auch
den Antrieb 8 für die Klappe 7 steuert. Sie sorgt
dafür, daß zumindest zu Beginn des Einblasens von Gas in
den Innenraum 4 des Silobehälterbodens 3 die Klappe 7
geschlossen ist oder bleibt. Die Düsen 11, 12 erzeugen
auf diese Weise in einem zylinderförmigen oder sich
nach oben öffnenden Raum oberhalb der Austragöffnung 6,
der durch eine gestrichelte Linie 15 angedeutet ist,
einen Bereich, in dem das Produkt, das sich im
Innenraum 4 befindet, fluidisiert wird. Dieser annähernd
zylinderförmige Raum 16 wird durch den vertikal stehenden
Abschnitt 9 der Wand 10 begrenzt. Dort kann sich eine
ringförmige Druckspannung im Produkt nicht halten.
Vielmehr rutscht das Produkt an dieser Wand nach unten
und die Ringspannung im Produkt bricht zusammen. Es ist
daher lediglich für eine kurze Zeit erforderlich, das
Produkt im Bereich 16 zu fluidisieren. Wenn dann die
Klappe 7 geöffnet wird und das Produkt durch die
Austragöffnung 6 herausfallen kann, können sich nach wie
vor keine Ringspannungen im Produkt ausbilden, weil
diese an dem Abschnitt 9 der Wand 10 zusammenbrechen.
Das Produkt wird daher normalerweise vollständig aus
dem Silobehälter 1 entnommen werden können.
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Zusätzlich können allerdings Hilfsblasöffnungen 17
vorgesehen sein, die ebenfalls von der Blaseinrichtung 13
betätigt werden. Hierzu ist ein Ventil 18 vorgesehen,
über das die Hilfsblasöffnungen 17 gesteuert werden
können. Eine Beaufschlagung der Hilfsblasöffnungen mit
Gas ist in der Regel nur am Ende eines
Entleerungsvorgangs erforderlich.
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Die Blaseinrichtung 13 weist einen Druckgastank 19 auf,
der von einer Druckgasquelle 20, beispielsweise einem
Kompressor, mit Druckgas, beispielsweise Luft, versorgt
wird. Die Druckgasquelle 20 ist dabei über eine
"normale" Leitung 21 mit dem Druckgastank 19 verbunden, d. h.
mit einer Leitung, die einen üblichen Querschnitt
aufweist. Wenn die Druckgasquelle 20 eine gewisse
Entfernung vom Druckgastank 10 aufweist, dann weist die
Leitung einen gewissen, nicht mehr zu vernachlässigenden
Strömungswiderstand auf. Solange aber durch die Leitung
21 nur eine vergleichsweise geringe Druckgasmenge
strömt, sind die Strömungsverluste tolerierbar.
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Der Druckgastank 19 ist über eine Leitung 22 mit den
Düsen 11, 12 verbunden. Die Leitung 22 ist kurz, d. h.
der Druckgastank 19 ist in unmittelbarer Nachbarschaft
der Austragöffnung 6 angeordnet, und die Leitung 22
weist einen relativ großen Querschnitt auf. In der
Leitung 22 ist ein Ventil 23 angeordnet, das von der
Steuereinrichtung 14 gesteuert wird. Wenn nun das Ventil 23
geöffnet wird, dann kann sich das Druckgas aus dem Tank
19 quasi schlagartig durch die Leitung 22 zu den Düsen
11, 12 hin entladen und so einen Druckstoß in den
Bereich 16 im Innenraum des Silobehälterbodens 3 leiten
kann. Wenn der Druckgastank 19 weit genug entladen ist,
wird das Ventil 23 wieder geschlossen und der
Druckgastank 19 wird wieder aufgeladen.
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Die Steuereinrichtung 14 steuert, wie oben erläutert,
nicht nur das Ventil 23, sondern auch den Antrieb 8 für
die Klappe 7 und zwar dergestalt, daß die Klappe 7 erst
geöffnet wird, nachdem das Produkt im Bereich 16 durch
eine vorgegebene Anzahl von Druckstößen fluidisiert
worden ist. Wenn die Klappe 7 geöffnet worden ist, dann
ist eine weitere Fluidisierung des Produkts im
Innenraum 4 des Silobehälterbodens 3 in der Regel nicht
erforderlich, sondern der Silobehälter 1 läuft, nachdem
er einmal angestoßen worden ist, leer.
Selbstverständlich kann das Leerlaufen unterbrochen werden, indem die
Klappe 7 wieder geschlossen wird.